/.Кинематический расчет привода^в случае применения вариаторов первых двух схем выполняют по заданной наибольшей скорости рабо­чей машины, тогда^ наименьшая скорость достигается выбором соот­ветствующего диапазона регулирования вариатора^/

Для вариаторов третьей схемы при симметричном регулировании кинематический расчет привода выполняют при средней геометриче­ской скорости и_ср = Vv_maxv_min, а скорости и_тах и v_min обеспечиваются соответствующим выбором передаточного отношения вариатора: в сто­рону замедления (редукции) /_1Ш1Х ~— и в сторону ускорения /_min =

''min

= ^L'^cp . П _ ^VJPJA max "mln

Силовые зависимости

В передаче силами сцепления необходимо усилие нажатия; оно может быть постоянным или переменным, изменяющимся в зависимо­сти от нагружения привода^¹

В вариаторах первой схемы (R₁ = const) при постоянном усилии нажатия имеем М_х = const и Ы_г = const.

Такие вариаторы следует применять в приводах к машинам, у ко­торых при всех режимах работы потребная мощность N₂ не меняется.

Принцип использования двигателя на оптимальном режиме с наи­большим к. п. д. при постоянной отбираемой мощности экономически наиболее целесообразен. Так эксплуатируют, например, многие транс­портирующие машины и металлорежущие станки, т. е. с уменьшением нагрузки скорость повышают.

Если мощность N₂ задана, то максимальный момент на ведомом валу вариатора, Н -м i

'VI2 max —

^w2min

где N₂ в Вт, со₂ ^в рад/с. Момент на ведущем валу

_м ^тах 'max¹!

расчетное окружное усилие _Р= i ₌ • (13.4)

^Kl *2тах ^к2

Уточненное значение р может быть получено с учетом изменения г\ при разных режимах работы вариатора.

Вариаторы второй схемы при постоянном усилии нажатия передают постоянный предельный момент на ведомом валу. В некоторых машинах силовая нагрузка не меняется при изменении скорости, например, во многих технологических конвейерах (сушильных, покрасочных,

травильных), работающих с малыми скоростями; в намоточных уст­ройствах нагрузка может быть принята не зависящей от скорости, привод работает при постоянном моменте и переменной мощности. Тогда расчетный момент на ведущем валу вариатора

Afi=-——.

Расчетное окружное усилие

^к1 max ^к2

В вариаторах третьей схемы при постоянном усилии нажатия мощность, которую может передать вариатор при различных I, не остается постоянной, одновременно меняется и М₂.

Расчетное окружное усилие, Н

р±(%\ ЛШ (13.6)

где N₂ в Вт, R_x в м, сй_г в рад/с.

В вариаторах с переменным усилием нажатия расчетное окружное усилие определяется в зависимости от изменения внешней нагрузки и характеристики нажимного устройства.!

Расчет нажимных устройств и отдельных деталей вариаторов ведут по определенному выше расчетному окружному усилию.

13.2. ВАРИАТОРЫ С ГИБКОЙ СВЯЗЬЮ

Вариаторы с гибкой связью (ременные и ременно-колодочные) просты по конструкции, ¹и поэтому высокая точность их изготовления не требуется; но диапазон регулирования у них мал, габариты отно­сительно велики.

Диапазон регулирования

В вариаторах с клиновым ремнем (рис. 13.2) изменение передаточ­ного отношения достигается одновременным изменением расчетных диаметров ведущего D_x и ведомого D₂ шкивов, что осуществляется сближением и раздвижением конусов. При минимальном или макси­мальном передаточном отношении ремень на конусах располагается в крайних положениях (рис. 13.3).

Из чертежа следует

&„=(£>! max-£lmin + 2/t)tgf +Д.

Расчетная ширина ремня по нейтральному слою (рис. 13.4)

b_f ~Ь₉- 2у₉ tg Ц = (D, _max -Di mm) tg I + h tg |° + A. 39G

Sft

Btu

Iff

V

Рис. 13.2. Принци­пиальная схема ва­риатора с гибкой связью

Полагая зазор между конусами в крайнем сдвинутом положении А = 0,05frp и обозначая-^ =v и ~тр- = $, получаем для симметрич­ного регулирования при D_max = D_min Уд , г

(13.7)

/0,95v ctg?ⁿ--l

_Н—г—

Если раздвижной только один шкив, то

0,95vctg^-l Д = _r^J— + ¹-

(13.8)

Анализ соотноо!ений (13.7), (13.8) показывает, что для повыше­ния диапазона регулирования возможны следующие пути:

&„

1. Увеличение отношения v = . Для стандартных клиновых

ремней v = 1,33 + 1,42. Широкие клиновые ремни, по данным ряда иностранных фирм, имеют отношение v от 1,65 до 4,7.

Для широких клиновых ремней по нормали НИИРП — ЭНИМС (табл. 13.1) v = 3,1 + 3,2.

2. Уменьшение отношения g>

-mlii

Для стандартных клиновых

ремней минимальные значения £ таковы:

Тип ремня . £min • • • •

О

10,5

А

11,3

Б

11,9

В

14,8

Г

16,6

Д

21,2

Е

26,7

Рис. 13.5. Широкий клиновый ремень с увеличенной поперечной жесткостью

Надо учитывать, что уменьшение £ ведет к увеличению деформации ремня (см. рис. 13.4), повышению напряжений изгиба и к значитель­ному снижению долговечности.

Для увеличения продольной гибкости и обеспечения поперечной жесткости ремни выполняют с зубьями на наружной или внутренней поверхности (рис. 13.5, а) или на обеих поверхностях (рис. 13.5, б). Для широких клиновых ремней значения £_mj_n = 5 -f- 7.

3. Уменьшение угла клина ср₀. Для стандартных клиновых ремней ф₀ = 40°. В зарубежной практике применяют широкие клиновые ремни с минимальными значениями ф₀ = 20 -г- 24°. Но уменьшение Фо может повести к заклиниванию ремня в канавке и увеличению бо­кового давления.

4. Применение шкивов с прорезями (рис. 13.6), позволяющими сближать конусы, поэтому при том же D_mi_n можно получить большее

   3. 

5. •Dmax и увеличить диапазон регулирования. Однако при этом срок службы ремней сни- 4 жается.

6. Из рис. 13.7 получаем

7. _ ^max ^min

   3. (13.9)

8. ~~ 2 "^& 2 Расчетная ширина ₌ Pm,»-a_m.n_tg«p, _{+ At}

9. 3. фо

   откуда

10. l,9v ctg

11. (13 10) ^^ис- '^.7. К определению I ' \ ' • I диапазона регулирования

12. шкивов с прорезями

13. где т — число раздвижных шкивов.

14. Значения D при двух раздвижных шкивах и симметричном регу­лировании показаны на рис. 13.8 и 13.9.

16. Расчет сечения ремня

17. Сечение стандартного клинового ремня для вариатора определяют методом, принятым для нерегулируемой передачи (см. гл. 11).

18. Характеристики широких клиновых ремней приведены в табл. 13.1.

3. Рис. 13.8. Диапазон регули- Рис. 13.9. Диапазон регули- рования для стандартных рования для широких рем- клиновых ремней ней

   л

   3,0

   2,0 1,5 р

   

24. Г,Г\П

3. Расчетная методика та же, что и в случае стандартных клиновых ремней:

4. Р

5. (13.11) (13.12)

6. fc₀^2-0,4v Н/мм²;

7. С_р — коэффициент режима работы.

8. Усилие нажатия

9. Из рис. 13.10 следует

3. т = р_п cos

4. Ч

5. 2 *

3. Нормальное усилие р_п связано с расчетным окружным усилием зависимостью

3. Следовательно, r=^cos|,

6. (13.13)

3. здесь Р = 1,2 -г- 1,4 —при нажатии со стороны ведомого конуса; (3 = 1,7 4-2,2 —при нажатии на ведущий конус. Коэффициент тре­ния / ~ 0,3.

4. Механизм регулирования

5. Геометрическая длина ремня вариаторов с гибкой связью L = 2А + f (D„ + D_lx) + <^Da*-*V (13.14)

6. (обозначения по рис. 13.11).

7. Выражая текущие значения диаметров через средний диаметр

8. D_2x = D_cp + AD₂; D_1X=D_C;-AD_U получаем

9. L — 2A-\-1 [2D_cp + (AD₂ - AZ?j)J + ^(ADa + ^ADl)'.

10. Обозначая L,_i = 2 A + nD получаем

3. L = L_i.₁ + ^(AD₂-AD₁)-

4. (AD₂ +AD,1²

5. (13.15)

3. Перемещение конусов (рис. 13.12) при раздвижении

4. фо 2 '

3. 3. (13.16)

   при сближении

4. AD,_t ф», ^Л2 — 2 ^ь 2 '

5. При

6. | = | х₂ | й AD, = AD.j из выражения (13.15) следует, что геометрическая длина ремня при раздвижении и сближении уве­личивается. Ремень, длина которого определена при i= 1, при край­них значениях i будет иметь недопустимо большое натяжение. Если

3. же выбрать длину ремня по i_max, то при 1 =<: i ^ f_max его натяжение будет недостаточно для передачи заданной мощности.

4. Механизм регулирования должен поддерживать постоянное натя­жение ремня при всех режимах работы вариатора.

5. 13.2. Длины широких клиновых ремней нормали по НМ—2—58

6. Сечения ремней с зубьями X л, мм

3. Расчетная длина*, мм 25 X 8 25x11 32x10 32x14 40x13 40x18 50x16 50 X 22 63 X 20

3. 800

4. 900 1000 1120 1250 1400 1600 1800 2000

5. X X X X X X X X X

6. X X

7. X X X X X X X

9. X X X X X X X

11. X X X X X X X

14. X X

15. X X X X

19. X X X X

23. X X X X

29. X X

35. X X

3. * Рекомендуются длины, напечатанные жирным шрифтом.

3. 

4. Для определения длины ремня необходимо задаться межосевым рас­стоянием. В ременных и ременно-колодочных вариаторах принимают

5. А = (0,6-г-0,9) (£>_ma;; + D_min).

6. Для стандартных клиновых ремней сле­дует в дальнейшем уточнить А по стандарт­ному значению L (см. гл. 11, § 11.3). Анало­гично поступают и с широкими ремнями, выравнивая длину ремня по табл. 13.2.

7. 

8. Рис. 13.12. Перемещение кону­сов и изменение расположения ремня

9. л по

10. Рис. 13.14. Бесступенчатая передача с тремя ремнями с регули­руемым ведущим шкивом и непостоянным межосевым расстоянием

12. Передача с непостоянным межосевым расстоянием

13. Наиболее простая схема регулирования, при которой электродви­гатель перемещается на салазках, представлена на рис. 13.13. Если на ведомом валу один из конусов фиксирован от осевого смещения (на рис. 13.13 левый конус), то во избежание перекоса ремня электро­двигатель должен перемещаться под углом р к центровой линии ремня.

14. Перемещение х центровой линии

3. х₂ _ АР₂, о — А ¹&

4. 2 '

3. 3. tgP-

   где AD₂ = D₁ (Д — 1) для одностороннего регулирования при неиз­менном D_x и при условии, что

5. L — nDi

6. A max —

7. A_min определяют по формуле § 11.3 при Dj = D₂ = Z?_2max = ДВ_Х.

8. В схеме с D_x = const нецеле­сообразно применять D._2min>D|, так как это приводит к большим значениям | и уменьшению диапа­зона регулирования.

9. Для бесступенчатого снижения угловой скорости лучше применять вариаторы с регулируемым веду­щим шкивом (рис. 13.14), усилие нажатия создается пружинами или резиновой втулкой (рис. 13.15). Выбор той или иной схемы опре-

10. Рис. 13.16. Шкивы, обеспечивающие равное перемещение конусов:

11. а — конструкция с уравнительным рычагом: 6 — конструкция с зубчатореечным

12. Механизмом

4. деляется нагрузочной характеристикой привода; при постоянной передаваемой мощности целесообразна конструкция с регулируемым ведущим шкивом (рис. 13.14), а для постоянного момента на валу — с регулируемым ведомым шкивом (см. рис. 13.13).

5. Шкивы с равным перемещением обоих конусов (рис. 13.16) позво­ляют раздвигать валы вдоль средней линии ремня, что упрощает кон­струкцию. При увеличении межосевого расстояния передачи правый конус (рис. 13.16, а) под действием ремня сдвинется вправо; уравни­тельный рычаг, ось вращения которого несколько смещена от оси вала, повернется и отведет левый конус в левую сторону. При конструиро­вании следует предусмотреть хорошую смазку поверхностей, по кото­рым происходит осевое смещение. Аналогичная конструкция приве­дена на рис. 13.16, б, но здесь равное перемещение конусов обеспечи­вается двумя зубчатыми рейками и зубчатым колесом. Изменение

6. межосевого расстояния может быть осуществлено расположением элек­тродвигателя на качающейся плите (рис. 13.17). Шкив на двигателе должен быть выполнен по рис. 13.16, чтобы не происходило смещения сред­ней линии ремня при регулиро­вании.

7. Завод «Выдвиженец» (г. Псков) из­готовляет вариаторы с раздвижными конусами на валу электродвигателя. Технические данные таких вариато­ров приведены в табл. 13.3, а габа­ритные и присоединительные размер их — на рис. 13.18 и в табл. 13.4.

3. 3. а — схема передачи с качающимся про-межуточным валом; б — конструкция шки­ва промежуточного вала

   Рис. 13.18. Габарит­ные и присоедини­тельные размеры вариаторов ВРС1, ВРСЗ

>	L Г	к
A jj	Щ	j |^ 11 \
-f % -Г L, ^И